DE752942C - Process for the production of feed yeast - Google Patents

Description

Verfahren zur Gewinnung von Futterhefe Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gewinnen von Futterhefe, wobei als Kohlenstoffquelle für das Hefewadhsturn Essigsäure, ihre Salze und Reduktionsprodukte, wie z. B. Alkohol, Aldehyd, verwendet werden.Method of Obtaining Feed Yeast The present invention relates to a method of obtaining feed yeast, using as a carbon source for the yeast wadhsturn Acetic acid, its salts and reduction products, such as. B. alcohol, aldehyde, is used will.

Wie aus zahlreichen Veröffentlichungen hervorgeht, wurden schon frühzeitig Untersuchungen darüber angestellt, in welchem N-Zaße niedrigmolekulare Kohlenstoffverhindungen, wie Essigsäure, Acetald-elhyd und Alkohol als Kohlenstoffna'hrung für niedrig organisierte Mikroorganismen, wie, z. B. Hefen und Schimmelpilze, in Betracht kommen. Schon im Jahre 1878 befa.ßte sich A. Schulz mit dem Stoffbedarf und Stoffumsatz von Kahmpitlzen, wobei er alkäholhaltige 1Vährlös@ungen verwendete. Das Wachstum des Pilzes verfolgte er jedoch nicht quantitativ, sondern nur durch mikroskopische Beobac'htungen. F. E.h rl.i c,h veröffentlichte in »Bioöhemi,gche Zeitschrift«, Bd. 36, igir, S. 477 ff., Versuche, die eine KI ä ung der Frage bringen sollten, wie weit Alkohol bei: Gegenwart von Aminosäuren als Stickstoffquelle fähig ist, den sonst bei der Hefezüchtung verwendeten Zucker zu ersetzen. Da er bei Verwendung von Kulturhefen kein nennenswertes Hefewachstum feststellen konnte, führte er seine weiteren Versuche mit einer auf der Oberfläche der gärenden Flüssigkeit wachsenden Hefe, einer Williaart, durch. Die Versuchsdauer betrug 5 Wochen bis 2 Monate, worauf die Bildung einer starken Kahmhaut festzustellen war. Die Ausbeute, auf Alkohol berechnet, betrug etwa 6 bis 81/a. In dem Patent 313 167 wurde F. Ehrlich ein Verfahren zur Züchtung von Pilzen, insbesondere Ka'hinhefen, mit Ausnahme der Torulaceen und Bakterien, unter Verwendung von Acetaldehyd als Kohlenstoffquelle geschützt. Die als Oberflächenverfahren durchgeführte Züchtung hat indessen nie technische Bedeutung erlangt, was bei diesem Verfahren wahrscheinlich atif die nur geringe erzielbare Ausbeute zurückzuführen ist. P. L i n d n e r zeigte in einer in der »Wochenschrift für Brauerei.«, Bd.29, 19i2, S. i ff., veröffentlichten Arbeit, daß Äthylalkohol von den verschiedfensten Hefen und Schimmelpilzen aufgenommen wird. Ouantitative Untersuchungen stellte Lindne r nicht an. Er prüfte.nur, ob ein mehr oder weniger starkes Wachstum eingetreten war.As can be seen from numerous publications, investigations were made early on in which N-Zaße low-molecular carbon compounds, such as acetic acid, acetaldehyde and alcohol as carbon nutrients for low-organized microorganisms, such as, for. B. yeasts and molds come into consideration. As early as 1878 , A. Schulz was concerned with the material requirements and turnover of Kahmpitlzen, using nutrient solutions containing alcohol. He did not follow the growth of the fungus quantitatively, but only through microscopic observations. FEh rl.ic, h published in "Bioöhemi, gche Zeitschrift", vol. 36, igir, p. 477 ff., Experiments that should raise the question of how far alcohol is capable of: the presence of amino acids as a nitrogen source is to replace the sugar otherwise used in yeast cultivation. Since he could not detect any significant yeast growth when using culture yeast, he carried out his further experiments with a yeast, a Willia species, growing on the surface of the fermenting liquid. The duration of the experiment was 5 weeks to 2 months, after which the formation of a thick skin was observed. The yield, calculated on the basis of alcohol, was about 6 to 81 / a. In the patent 313 167 has been F. Ehrlich a method for the cultivation of fungi, especially Ka'hinhefen protected with the exception of Torulaceen and bacteria, using acetaldehyde as a carbon source. The cultivation carried out as a surface process, however, has never achieved technical importance, which is probably due to the low yield that can be achieved with this process. P. Lindner showed in a work published in the "Wochenschrift für Brauerei.", Vol. 29, 1912, pp. 1 ff., That ethyl alcohol is absorbed by the most varied of yeasts and molds. Lindner did not undertake quantitative investigations. He only checked whether a more or less strong growth had occurred.

Von H. Claassen wurden in der Zeitschrift des Vereins der deutschen Zuckerindustrie, Bd. 84 (193d.), S. 713 ff ., Versuche veröffentlicht, bei denen das Wachstum von Kulturhefe in verdünnten Alkohollösungen, die idie üblichen Nährsalze enthielten, geprüft wurde. Der Zuwachs an Hefetrockensubstanz betrug etwa io bis 15°/o des Gewichts des aufgenommenen Alkohols. Claassen kommt auf Grund seiner Versuchsergebnisse zu der Feststellung, daß die Hefezellen bei der Ernährung mit Alkohol sich kaum vermehren, sondern nur ihre Trockenmasse erhöhen.H. Claassen published experiments in the magazine of the Association of the German Sugar Industry, Vol. 84 (193d.), Pp. 713 ff., In which the growth of cultured yeast in dilute alcohol solutions containing the usual nutrient salts was tested. The increase in dry yeast matter was about 10 to 15 per cent of the weight of the alcohol consumed. On the basis of his experimental results, Claassen comes to the conclusion that the yeast cells hardly multiply when they are fed with alcohol, but only increase their dry matter.

In allen vorstehend erwähnten und in zahlreichen weiteren Arbeiten wurde nur vom rein wissenschaftlichen Standpunkt aus untersucht, wie weit die Hefe in der Lage isst, niedrigmolekulare Kohlenstoffverbi:ndungen der an: gegebenen Art auszunutzen. Zu einem technisch brauchbaren Verfa::hren zur Gewinnung von Hefeeiweiß aus Essigsäure, Acetalde@hcd oder Alkohol hat keine der früheren wissenschaftlichen Arbeiten geführt.In all of the papers mentioned above and in numerous other papers was only studied from a purely scientific point of view, how far the yeast able to eat low molecular weight carbon compounds of the given type to take advantage of. A technically useful process for the production of yeast protein from acetic acid, Acetalde @ hcd or alcohol has none of the earlier scientific Work led.

In dem Patent 310 461 wird zwar vorgeschlagen, Kulturhefe in Würzen, die organische Säuren enthalten, mit organischen Eiweißverbind'ungen als Stickstoffquelle in der bei der Lufthefebereitun.g üblichen. Weise zu züchten. Bei dein hekannten Verfahren handelt es sich in .erster Linie um die Verwendung von -Milchsäure, die in Form von bakteriell gesäuerten -Maischen verw-en:diet wird. Eine Nacharbeitung des Verfahrens dieser Patentschrift hat aber ergeben, daß bei Verwendung von Essigsäure, deren Salzen bzw. Reduktionsprodukten unter Benutzung von Kulturliefe keine nennenswerten :1,usbeuten zu erzielen sind, was sich mit dem obenerwähnten wissenschaftlichen Befumd von F. Ehrlich (a. a. O. S. .I8.I) deckt.In the patent 310 461 it is proposed to use cultured yeast in worts that contain organic acids with organic protein compounds as a nitrogen source in the usual way in air yeast preparation. Way to breed. Your well-known method is primarily the use of lactic acid, which is used in the form of bacterially acidified mashes: diet. However, a reworking of the process of this patent has shown that when using acetic acid, its salts or reduction products using culture fluids, no noteworthy: I8.I) covers.

In der norwegischen Patentschrift 38 58.4 ist ein Verfahren zur Verarbeitung von Sulfitablauge auf Futterhefe unter Verwendung von Tortilahefe beschrieben. Sulfitablauge enthält zwar eine geringe Menge an Essigsäure, jedoch war hieraus keinerlei Rückschluß auf das erfindungsgemäße Verfahren möglich.In Norwegian patent specification 38 58.4 there is a method of processing of sulphite liquor on feed yeast using tortila yeast. Sulphite waste liquor Although it contains a small amount of acetic acid, no conclusions could be drawn from this possible on the method according to the invention.

Gemäß dein Verfahren der britischen Patentschrift 192 085 soll eine Maische, die geringe Mengen an organischen Säuren oder Alkohol enthält, zur Herstellung von Hefe benutzt «-erden. Auch aus dieser Patentschrift konnte hiebt geschlossen werden, daß man ausschließlich oder vorwiegend aus Essigsäure oder ihren Reduktionsprodukten unter Zusatz rein anorganischer Nährsalze u. dgl. in ausgezeichneter Weise Futterhefe herstellen kann.According to the method of British patent specification 192 085 , a mash containing small amounts of organic acids or alcohol is to be used for the production of yeast. From this patent it could also be concluded that fodder yeast can be produced in an excellent manner exclusively or predominantly from acetic acid or its reduction products with the addition of purely inorganic nutrient salts and the like.

Um unter Verwendung von Essigsäure, ihren Salzen bzw. Reduktionsprodukten als Kdhlenstoffquelle in technisch befriedigender Weise Hefeeiweiß zu erzeugen, müssen, wie gefunden wurde, eine Reihe von Versuchsbedingungen eingehalten werden. Es müssen besonders leistungsfähige und anspruchslose, swbmers wachsende und im Bottich züchtbare Wuchshefen, wie die torula utilis, zur Anwendung kommen. Gleichzeitig muß für eine sehr intensive Belüftung des Gärbottichs Sorge getragen werden. Außerdem müssen die Nährstoffe der Hefe jeweils in geringer Konzentration dargeboten «-erden, was die Anwendung des Zulatrfverf.a.hrens nötig macht.To using acetic acid, its salts or reduction products to produce yeast protein as a source of carbon in a technically satisfactory manner, As has been found, a number of test conditions must be observed. There must be particularly powerful and undemanding, swbmers growing and im Vats of cultivable growth yeasts, such as the torula utilis, are used. Simultaneously very intensive ventilation of the fermentation tub must be ensured. aside from that the nutrients of the yeast have to be presented in low concentration "-erden, what makes the application of the allowance procedure necessary.

Die einzelnen Verfahrensschritte sind zwar für sieh hekamit. Durch die gemeinsame Anwendung der erwähnten Einzelmaßnahmen ist es jedoch erst möglich, im großtechnischen Maßstab und mit Hoher Ausbeute Hefeeiweiß aus Essigsäure, ihren Salzen und Reduktionsprodukten zu erhalten.The individual procedural steps are indeed hekamit for them. By However, the joint application of the individual measures mentioned is only possible on an industrial scale and with a high yield of yeast protein from acetic acid, theirs To obtain salts and reduction products.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, als Stickstoffquelle anorganische Stickstoffverbindungen zu verwenden. Da die in Betracht kommenden Nährstoffe sämtlich aus Kohle zu erhalten sind, verwirklicht das erfindungsgemäße Verfahren zum erstenmal die technische Eiweißgewinnung aus Kohle im großen. Die volkswirtschaftliche Bedeutung des neuen Verfahrens ist daher sehr erheblich.In the method according to the invention it is possible to use as a nitrogen source to use inorganic nitrogen compounds. Because the nutrients in question can all be obtained from coal, realizes the inventive method for the first time the technical production of protein from coal on a large scale. The economic The importance of the new process is therefore very considerable.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Essigsäure vorzugsweise in Form ihrer Salze, z. B. als Calciumacetat (Graukalk), Alkaliracetat oder AmmonJumacetat, verivenrd"°t. Die Verwendung von Ammoniumacetat als Ausgangsmaterial ist besonders vorteilhaft, da das in ihm gebundene Amnioniak gleichzeitig als Stickstoffquelle für die Hefezüchtung dient. Ebeaso ist für die Durchführung des Verfahrens auch die Verwendung von Aoetami.d und von Verbindungen der Essigsäure mit Harnstoff oder organischen Aminen, wie z. B. den aus der Zuckerschlämpe gewonnenen alkylierten Aminen, von Vorteil. Freie Essigsäure wird z-,veckm_ äß;ig in gepufferter Form verwendet.In the process of the present invention, acetic acid is preferred in the form of their salts, e.g. B. as calcium acetate (gray lime), alkali acetate or ammonium acetate, verivenrd "° t. The use of ammonium acetate as a starting material is special advantageous because the amnionia bound in it also acts as a nitrogen source for the Yeast breeding is used. Ebeaso is responsible for the implementation of the Method also uses Aoetami.d and compounds of acetic acid with urea or organic amines, such as. B. obtained from the sugar sludge alkylated amines, beneficial. Free acetic acid becomes z-, veckm_ äß; ig in buffered Shape used.

Es können auch ungiftige Reduktionsprodukte -der Esisigsäure bzw. Derivate oder Polymerisations- und 1,Condensationsprodükte derartiger Reduktionsprodukte Anwendung finden. Beispielsweise kommen Acetaldehyd, z. B. in Form seiner Additionsprodukte mit schwefligsauren Salzen, Acetale, Aldole, Alkohol, besonders im status nascendi oder in großer Verdünnung, in Betracht.Non-toxic reduction products - of acetic acid or Derivatives or polymerization and 1, condensation products of such reduction products Find application. For example, acetaldehyde, e.g. B. in the form of its addition products with sulphurous acid salts, acetals, aldols, alcohol, especially in the status nascendi or in great dilution.

Zur Durchführung des Verfaihrens dienen submers wachsende Wuchshefen, wobei sich die torula utilis als besonders geeignet erwies.Submerged growing yeasts are used to carry out the process, the torula utilis proved to be particularly suitable.

Den Ausgangsmateriialien werden zur Erzielung eines kräftigen Hefewachstums die üblichen Nährsalze, wie Kalnumphosphat, Magnesiumsulfat usw., und anorganische Stickstoffverbindungen, wie beispielsweise [email protected] und Ammoniak, im Zulaufverfah.ren und gegebenenfalls auch die üblichen Wuchsstoffe zugesetzt. Unter Umständen kann auch der Zusatz von organischen Stickstoffverbindungen empfehlenswert sein.The starting materials are used to achieve vigorous yeast growth the usual nutrient salts such as potassium phosphate, magnesium sulfate, etc., and inorganic ones Nitrogen compounds, such as [email protected] and ammonia, in the feed process and optionally also the usual growth substances added. May be the addition of organic nitrogen compounds can also be recommended.

Während der Hefezüchtung wird kräftig belüftet, wobei die verschiedensten Belüftungsarten zur Anwendung kommen, können. Als Lüftungskörper kann beispielsweise ,eine mit engen Öffnungen versehene Kupferschlange verwendet werden.- Mit besonderem Erfolg werden keramische Massen bzw. Stichsehe Belüftungsarten, ferner Umpump- und Rührvorrichtung verwendet. Eine hinreichende Belüftung ist für ,die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von erheblicher Bedeutung.During the yeast cultivation is vigorously ventilated, with the most diverse Ventilation types can be used. As a ventilation body, for example , a narrow-hole copper snake can be used.- With special Ceramic masses and / or Stichsehe ventilation types, furthermore pumping over and Stirring device used. Adequate ventilation is essential for the implementation of the method according to the invention of considerable importance.

Die Essigsäure bzw. ihre Salze werden in einer Konzentration von etwa i bis 8% und höher zur Anwendung gebracht. Die Arbeitstemperatur ist de bei Hefezüchtungen übliche. Ebenso entsprechen die zur Anwendung gelangenden Luftmenagen den bei den bekannten Hefezüdhtungs-verfahren üblichen Mengen. Außerdem wird, wie bei neueren Hefezüchtungsverfahren, das pHderLösung fortlaufend kontrolliert und entsprechend geregelt.The acetic acid or its salts are in a concentration of about i applied up to 8% and higher. The working temperature is de for yeast cultures usual. Likewise, the air ments used correspond to those of the known Yeastzüdungsverfahren usual amounts. Also, as with newer Yeast cultivation process that continuously controls the pH of the solution and accordingly regulated.

Das Zulaufschema, .d. h. die pro- Zeiteinheit zulaufende Flüssig-keitsmernge, ist ähnlich wie bei anderen technischen Zulaufverfahren zur Hefezüchtung. Die Züchtungsdauer beträgt etwa 8 bis 2.4 Stunden., und die erhaltene Hefemenge ist etwa die 6- bis, 8fache der Stellhefe. Auf ioo kg reine Esisigsäure erhält man 38 kg und mehr Hefetrockensubstanz.The feed scheme, .d. H. the amount of liquid flowing in per unit of time, is similar to other technical feed processes for yeast cultivation. The breeding period is about 8 to 2.4 hours., and the amount of yeast obtained is about the 6 to, 8 times the yeast. 38 kg and more of dry yeast substance are obtained on 100 kg of pure acetic acid.

Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren durch. einige Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.In the following, the method according to the invention is to be carried out. some embodiments are explained in more detail.

' Beispiel i In 5 1 Wasser, die 70 g Essigsäureenthalten, werden: die üblichen Nährsalze, wie Kali.umphosphat, Magnesi.umsulfat und Ammoniak-Stickstoff, z. B. in Form von Ammonsu.lfat. Diammoniumphosphat oder Ammoniak, gelöst. In 500 ccm dieser N ährlösuin:g werden 15 biss 30 g gepreßte toru.la utilis aufgeschlämmt und in üblicher Weise feinst belüftet. Nach i Stunde wird mit d-em üblichen Zulauf der Nährlösung begonnen und die Zulaufgeschwindigkeit derart bemessen, daß die gesamte Nährlösung innerhalb 6 bis 8 Stunden zugegeben ist. Während der Gärung wird die gärende Flüssigkeit schwach sauer genalten (pH etwa 4,5 bis 5,5). Die Einhaltung des geeigneten Säuregrades erfolgt durch Zugabe von Am:monialc, Sodia u. dgl. Die Temperatur wird zwischen 28 und 31'c gehalten. Nach Beendigung des Zulaufs wird noch i bis 2 Stunden nachgelüftet und anschlielend die Hefe abgetrennt und,gepreßt. Die Ernte an. gepreßter Torulahefe beträgt i2o bijs 15o g von einem Eiweißgehalt von 55 bis 6o% in der Trockensubstanz. Beispiel 2 In 5 1 Wasser, die 56 g Alkolto@l (ioo%ig) enthalten, werden die üblichen Nährsalze und anorganischen Stickstoffverhindungen gelöst. Die Nährlösung wird. dann nach Anstellen mit 2o bis 25 g gepreßter Torulahefe hn üblichen Zulaufverfahren mit Feinstbelüftu:ng verarbeitet. Geerntet werden 15o bis r709 gepreßte Hefe. Beispiel 3 In. 5 1 Wasser, die 28 g Alkohol und 35 g Glukose enthalten, werden die üblichen Nährsalze und anorganischen Stickstoffverbindungen gelöst und mit 20 bis 25 g gepreßter Tortilahefe unter Feinstbelüftung im Zulaufver.fahren vergoren. Es werden etwa 170 bis igo g gepreßte Hefe geerntet.Example i In 5 liters of water containing 70 g of acetic acid, the following are added: the usual nutrient salts, such as potassium phosphate, magnesium sulphate and ammonia nitrogen, e.g. B. in the form of Ammonsu.lfat. Diammonium phosphate or ammonia, dissolved. In 500 ccm of this nutrient solution: g 15 to 30 g of pressed toru.la utilis are slurried and finely aerated in the usual way. After 1 hour, the usual feed of the nutrient solution is started and the rate of feed is such that all of the nutrient solution is added within 6 to 8 hours. During fermentation, the fermenting liquid becomes slightly acidic (pH around 4.5 to 5.5). The appropriate degree of acidity is maintained by adding Am: monialc, sodia and the like. The temperature is kept between 28 and 31 ° C. After the addition has ended, the air is left to ventilate for a further 1 to 2 hours and then the yeast is separated off and pressed. The harvest on. Pressed torula yeast is 12o to 15o g with a protein content of 55 to 60% in the dry matter. EXAMPLE 2 The usual nutrient salts and inorganic nitrogen inhibitors are dissolved in 5 liters of water containing 56 g of alcohol. The nutrient solution will. Then, after mixing with 20 to 25 g of pressed torula yeast, processed using the usual feed method with fine ventilation. Yeast pressed from 15o to 709 is harvested. Example 3 In. 5 liters of water, which contain 28 g of alcohol and 35 g of glucose, the usual nutrient salts and inorganic nitrogen compounds are dissolved and fermented with 20 to 25 g of pressed tortila yeast under fine aeration in the inflow process. About 170 to igo g of pressed yeast are harvested.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Gewinnen von Futterhe-fe unter Verwendung von Essigsäure, ihrer Salze bzw. Reduktionsprodukte als Kohlen@stoffquelle und. Stickstoffverbindungen, als Stickstoffquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten niedrigmolekularen Kohlenstoffverbindunbgen unter Zusatz von anorganischen Stickstoffverbindungen, mit subiners wachsenden Wuchstiefen, wie Torufa utidis, nach dem bekannten Zulauf- und Belüftungsverfahren verheftwerden. PATENT CLAIMS: i. Method of obtaining fodder yeast using of acetic acid, its salts or reduction products as a source of carbon and. Nitrogen compounds, as a nitrogen source, characterized in that said low molecular weight carbon compounds with the addition of inorganic nitrogen compounds, with subiners growing depths of growth, like Torufa utidis, after the known inflow and aeration methods. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die llitverwend.ung von vergärbaren bzw. durch Hefe assimilierbaren Kohlehydraten. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Dru:äkscliriften in Betracht 5° zogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 31046i, 31-.166; britische Patentschrift Nr. 192 o85.2. The method according to claim i, characterized by the use of fermentable or yeast assimilable Carbohydrates. To delimit the subject matter of the invention from the prior art are in the granting procedure the following pressures were taken into consideration: Germans Patent Nos. 31046i, 31-166; British Patent No. 192 o85.